miniatura|Diferents classes de juntes de culata. La més gran correspon al motor d'un Ford Taurus. miniatura|Una junta de culata de recanvi que és sobre la part superior del bloc del motor de quatre cilindres d'un Vauxhall Astra. Una vegada col·locada correctament, la culata es caragolarà damunt, utilitzant una clau dinamomètrica. Una junta de culata és una junta d'estanquitat que es troba entre el bloc del motor i la culata en un motor de combustió interna.
Serveix per a segellar els cilindres per a garantir la màxima compressió i evitar fugides de refrigerant o de l'oli del motor en els cilindres. Com a tal, és l'aplicació de segellament més crítica en qualsevol motor, i com a part de la cambra de combustió, comparteix els mateixos requisits de resistència que els altres elements que la componen.
Tipus Acer multicapa (MLS): la majoria dels motors amb vàlvules al capdavant moderns es produeixen amb juntes MLS. Consisteixen en dos a cinc (típicament tres) capes primes d'acer, intercalades amb elastòmer. Les cares de contacte generalment estan recobertes amb un material similar al cautxú, com el Viton, que s'adhereix al bloc del motor i a la culata, mentre que les capes internes són optimitzades per a obtenir la màxima resistència. Fibroses (fibres aramides Kevlar ®): consisteix en un material compost per fibres aramides i una inserció d'acer perforat. En la zona de combustió posseeix un cèrcol plegat d'acer electrozincatge. Són les més utilitzades després de les MLS. Coure sòlid: consisteix en una làmina sòlida de coure. Generalment, requereix un mecanitzat especial anomenat o-ringing que col·loca un tros de filferro al voltant de la circumferència del cilindre que s'insereix a pressió en la làmina de coure. Aquestes juntes són extremadament duradores. També es produeixen juntes de coure amb cables de segellament integrats, la qual cosa permet substituir-los sense necessitat de desmuntar el bloc del motor. Compostes: és una tecnologia més antiga, en la qual s'utilitzen juntes d'asbest o de grafit, però són més propenses a sofrir trencaments que les juntes més modernes. Les juntes d'asbest van ser abandonats pels riscs de salut d'aquest material. Elastomèriques: és una mena de juntes utilitzades per Rover en els motors de la Sèrie K. Empra com a nucli una placa d'acer amb cordons de goma de silicona modelats in situ per a segellar els conductes d'oli i refrigerant. Les perforacions dels cilindres són segellades mitjançant anells d'acer laminats en calent d'una manera més convencional. La idea darrere del disseny d'aquesta junta era produir una versió per a vehicles de producció en sèrie de la tecnologia utilitzada llavors en els motors de F1. L'aplicació original de la junta en les versions més petites de la Sèrie K va ser molt reeixida. No obstant això, un redisseny del motor va provocar problemes persistents, provocant la inestabilitat de la junta.
Les juntes de culata en forma d'anell (d'acer amb o de coure amb junta tòrica) són les més fortes de la seva classe. Són reutilitzables i si s'utilitzen entre superfícies planes preparades correctament, forneixen la més gran subjecció possible a causa d'una òptima reducció de l'àrea de la superfície de contacte. La majoria de les juntes han estat creades per a fer el seu treball de segellar una pressió de cilindre d'aproximadament 100bar dins de cada cilindre, i al mateix temps evitar que l'oli (7bar) i l'aigua (2bar) es barregin.
Els motors de major relació de compressió, ja sigui amb aspiració normal o sota alguna forma d'alimentació forçada, poden requerir més treball per a evitar l'efecte d'una detonació espontània. Una vegada que s'inicia la detonació, les pressions i temperatures dels cilindres augmenten ràpidament, i pressions de fins a 8 vegades la pressió normal del cilindre, a vegades fins i tot més, fan que la culata s'aixequi literalment, la qual cosa deixa la junta de la culata sense força d'estreta.
Les juntes normals s'afluixaran sempre sota aquestes condicions, tal com es mostra en l'exemple. És important tenir en compte aquí que cap motor ha de funcionar mai en aquestes condicions adverses a propòsit. No obstant això, durant el període d'"ajustament" de molts motors, aquestes condicions severes poden trobar-se durant períodes curts, per la qual cosa és vital tenir una junta de culata que pot resistir breus esclats de detonació sense deixar-se anar, de manera que el sistema d'injecció pugui fer els ajustos necessaris per a "desactivar" qualsevol pic de detonació.
El cost d'una junta de culata de recanvi generalment és petit, però el preu de la reparació total és significativament alt. Això es deu al fet que el procés de llevar/reemplaçar la culata d'un motor per a canviar la junta requereix molt temps: al voltant de 75% del cost serà mà d'obra. A més, quan les juntes perden l'estanquitat, solen danyar greument el motor, la qual cosa requereix un treball encara més costós.
Problemes de juntes El motor de combustió interna habitual és un disseny de gasolina de quatre temps refrigerat per aigua. Utilitza tres circuits de fluids de treball:
Mescla combustible/aire Refrigerant a base d'aigua, generalment amb glicol barrejat Oli de motor per a la lubricació
Tots aquests elements són vitals, i mai s'ha de permetre que es barregin. A més de segellar el cilindre, la junta de culata també ha de segellar els conductes d'aigua i d'oli que passen entre el cap i el bloc. Qualsevol connexió entre ells provocarà fallades en el motor o problemes importants com la crema d'oli (amb la formació d'abundant fum en la fuita). El fum de fuita blava pot ser indicatiu que el motor està cremant oli. El fum de fuita blanca és un indicador de crema de refrigerant, un altre senyal de desgast de la junta de culata.
Ocasionalment, la compressió en el cilindre farà que es formi una fugida en la junta, que haurà de ser reemplaçada, o pot produir-se un dany fort (a causa d'una junta de culata comunicada). Aquest problema s'ha fet més freqüent per l'ús de culates d'alumini en lloc de culates de ferro. Si bé és més lleuger que el ferro, l'alumini té una taxa dilatació tèrmica molt major, la qual cosa al seu torn provoca una tensió més elevada en la junta de culata. Els fabricants de motors han respost a aquest problema agregant un recobriment antiadherent (com el politetrafluoroetilè) a la superfície de la junta.
Si la junta falla, poden ocórrer una gran varietat de problemes, des de la pèrdua de compressió (que condueix a la reducció de potència o a un motor en mal estat), fins a gasos de fuita que són forçats al sistema de refredament, la qual cosa condueix al sobreescalfament del motor i a l'augment del seu desgast pel fet que el lubrificant és barrejat amb l'anticongelant. El líquid refrigerant pot filtrar-se en els cilindres, el que fa la fuita emeti vapor i que el convertidor catalític es danyi. Si una quantitat molt gran de refrigerant es barreja amb l'oli, el motor es pot produir engarrotar, el que causa danys molt greus. A vegades, tot el que pot succeir quan es danya una junta de culata és el vapor excessiu que sali del tub d'escapament; no obstant això, el motor pot funcionar normalment, fins que tot el refrigerant s'hagi escapat i el motor es sobreescalfi. En altres casos, la compressió s'escapa a petits espais entre la junta i la culata o el bloc del motor, on queda atrapat l'aire que després s'allibera quan s'apaga el motor. Aquests gasos poden escapar al refrigerant i crea bosses d'aire, que poden quedar atrapades en el termòstat del refrigerant del motor, la qual cosa fa que romangui tancat i provoqui un sobreescalfament addicional, creant així encara més buits entre la junta i el motor. Les bosses d'aire també poden fer que el motor expulsi el refrigerant cap al sobreeixidor o cap al vas d'expansió, reduint així la quantitat de refrigerant que el motor té disponible per a mantenir-se fresc. miniatura|Una junta de culata danyada pot permetre que s'escapin gasos entre els cilindres. L'estat de conservació d'una junta de culata generalment s'investiga verificant la pressió de compressió amb un piezòmetre, o millor, amb un detector de fuites, observant a més qualsevol indicació de gasos de combustió en el sistema de refredament en un motor refrigerat per aigua. L'oli barrejat amb refrigerant i la pèrdua excessiva de refrigerant sense causa aparent, o la presència de gasos com a monòxid de carboni o hidrocarburs en el vas d'expansió del sistema de refredament també poden ser signes de problemes en la junta de culata.
Un bon senyal d'una fallada en la junta de culata en els motors refredats per aigua és la presència d'una substància que s'assembla a maionesa en l'oli, que sovint es veu detecta en la vareta de nivell d'oli, o en la tapa d'ompliment del lubrificant. No obstant això, la presència d'aquesta substància no és una prova concloent de la fallada de la junta, ja que l'oli podria barrejar-se amb el refrigerant a través d'altres rutes. De la mateixa manera, és completament possible que una junta de culata falli de tal manera que l'oli mai entre en contacte amb el refrigerant. A causa d'això, l'oli que NO s'ha contaminat amb refrigerant no ha de prendre's com un senyal definitiu que la junta de culata es conserva en bon estat.
Les fugides es pot classificar com a externes o internes. Una fugida externa pot identificar-se com a oli i refrigerant que s'acumulen sota el motor. La presència de refrigerant es pot detectar fent brillar una llum negra sobre el que semblés ser una fugida d'oli. La presència del refrigerant es mostrarà sota la llum negra. Les fugides externes també poden aparèixer com es va descriure anteriorment en l'oli. Una fugida interna generalment es pot diagnosticar per l'acumulació excessiva de refrigerant en el vas d'expansió, juntament amb la presència d'hidrocarburs en forma d'escuma. La possibilitat que s'acumulin vapors o condensació o aigua o les dues coses alhora (provinents de la carretera o de la pluja) sortint d'un respirador extern o un tanc de retenció escapats de la culata (coberta de balancí) també pot causar una acumulació d'escuma o escuma en l'oli, però és altament improbable.
Referències
Enllaços externs
Preguntas y respuestas sobre juntas de cabeza y cubiertas de válvula Cómo reparar su junta de culata - Un ejemplo de cómo se reemplaza una junta de culata